Корпус трехходового клапана (1), клапанная вставка (2), конус клапана (3), полированный шток клапана (4), седло клапана (5), переливная камера (6), сальниковое уплотнение (7) и соединительные элементы являются компонентами трехходового клапана.
Трехходовой клапан в системе отопления: назначение, правила выбора, схема и монтаж
Для того чтобы постоянно поддерживать комфортный тепловой баланс в доме, в отопительном контуре предусмотрен такой элемент, как трехходовой клапан в системе отопления, который равномерно распределяет тепло по всем помещениям.
Несмотря на важность этого устройства, оно не является сложной конструкцией. Давайте узнаем об особенностях конструкции и принципах работы трехходового клапана. Каких правил следует придерживаться при выборе устройства и какие нюансы возникают при его установке.
Особенности трехходового клапана
Вода, поступающая в радиатор, имеет определенную температуру, повлиять на которую зачастую невозможно. Трехходовой клапан регулирует путем изменения количества жидкости, а не температуры.
Это позволяет, не изменяя площадь радиатора, подавать в помещения нужное количество тепла, но только в пределах возможностей системы.
Распределительные и смесительные устройства
Визуально трехходовой клапан похож на тройник, но имеет совершенно другую функцию. Такой узел, оснащенный терморегулятором, относится к запорной арматуре и является одним из основных ее компонентов.
Существует два типа этих устройств: отводящие и смесительные.
Первый используется в тех случаях, когда теплоноситель должен подаваться одновременно в нескольких направлениях. Это устройство, по сути, является смесителем, который создает стабильный поток при заданной температуре. Его можно устанавливать в сетях, подающих нагретый воздух, и в системах водоснабжения.
Трехходовой клапан используется и как смеситель, и как распределитель воздуха или горячей воды
Второй тип используется для объединения потоков и их терморегулирования. Имеются два отверстия для входящих потоков разной температуры и одно отверстие для выходящих потоков. Они используются в напольном отоплении для предотвращения перегрева поверхности.
Трехходовой клапан и регулятор температуры приобретаются отдельно. Для автономных систем отопления приобретение конструкции с терморегулятором является более рациональным и эффективным решением.
Конструкция трехходового клапана
По конструкции клапаны делятся на седельные и поворотные. Принцип действия первых основан на ритмичном вертикальном движении штока – схема управления "шток-гнездо". Этот тип относится к смесительным клапанам. Они часто управляются электромеханическим приводом.
Принцип действия и конструкция
Трехходовой смесительный клапан с одним выходом и двумя входами используется для управления ступенью нагрева в системе напольного отопления. Принцип работы: два потока – горячей и холодной воды – поступают в устройство и автоматически смешиваются в определенной пропорции.
ЧИТАТЬ: Как самостоятельно установить двухтрубную систему отопления: пошаговое руководство со схемой и расчетами
Пропорция определяется настройкой термостата. Клапан не изменяет давление в трубопроводе (за исключением небольшой потери воды, проходящей через клапан). Существуют модели с электрическим приводом – они позволяют очень точно регулировать температуру теплоносителя.
Конструкция клапана состоит из корпуса, управляющих элементов (золотников), соединенных со штоком, термоголовки, которая управляет штоком и через его движение золотниками. Корпус имеет седла с прокладками. При вращении штока жестко соединенные с ним золотниковые клапаны открывают или закрывают поток холодной или горячей воды, изменяя температуру воды на выходе из клапана.
Шток поворачивается термостатической головкой, которая срабатывает при повышении или понижении температуры воды на выходе. Устройства с электрическим приводом приводятся в действие автоматикой: она срабатывает по команде температурных датчиков.
Существуют трехходовые клапаны на основе шарового крана. Управляющий элемент здесь выполнен в виде шара или сектора с отверстием сложной формы. Шпиндель в таких приводах вращается.
Преимущества и недостатки
Преимущества трехходовых смесительных клапанов:
- Простая конструкция.
- Стабильное управление.
- Надежность.
- Герметичность.
- Достаточная точность регулирования (максимальная точность 1°C).
- Длительный срок службы.
- Относительно компактные размеры.
Самым большим преимуществом использования трехходовых клапанов является то, что трубы, а следовательно, стяжка и напольное покрытие не перегреваются, что предотвращает преждевременное повреждение стяжки и напольного покрытия.
- Гидравлическое сопротивление трехходовых клапанов выше, чем у обычных двухходовых клапанов.
- Конструкция корпуса и золотника допускает наличие застойных зон – периодически устройство необходимо будет разбирать и очищать от накипи, мусора, органических остатков.
- Недостаточная точность регулирования температуры в помещении. Регулирующий клапан достаточно точно регулирует только температуру выходящего из помещения теплоносителя, но температура нагретого помещения является приблизительной.
Чтобы обеспечить комфортный уровень обогрева, соотношение температуры на выходе и температуры в помещении придется регулировать "на ощупь". К сожалению, трубы напольного отопления намного больше, чем радиатор, и точный контроль невозможен. Дело осложняется еще и инерционностью напольного отопления – цементная стяжка толщиной 100 мм нагревается очень медленно.
Однако, если не беспокоиться о медленном нагреве или охлаждении помещения, клапан с механическим управлением вполне подходит для использования в системе отопления частного дома или квартиры.
Гораздо больший комфорт обеспечивают клапаны с электрическим управлением, управляемые системой "умный дом" с датчиками температуры в каждой комнате. Однако такие устройства очень дороги.
Устройство и работа трехходового клапана
Конструкция трехходового термостатического клапана аналогична конструкции Т-образного клапана. С трех сторон имеется 3 участка трубы (патрубка):
- Два (прямой и обходной, далее на рисунке обозначены A и B) используются для входного или выходного потока в режиме смешивания или разделения, соответственно.
- Один (общий, на фото АВ) используется для исходящего или входящего потока (также в режиме смешивания или разделения).
Внутри корпуса находятся:
- Штифт, обеспечивающий движение запорного механизма.
- Запорный механизм (винт).
- 2 предохранительных кольца седла клапана (присутствуют не во всех моделях).
В зависимости от конкретной модификации термостатический 3-ходовой клапан может быть дополнен другими компонентами, необходимыми для его полной функциональности.
Конструкция запорного механизма предполагает разделение трехходовых клапанов на 2 основные группы – седельные и поворотные клапаны, которые незначительно отличаются по принципу действия. Кроме того, различают смесительные и отводные клапаны.
Седельные трехходовые клапаны оснащены вращающимся штоком с закрепленным на нем шаром, бабочкой или цилиндрическим затвором. Шаговое движение штока приводит в действие запорный механизм. Его функции следующие:
- В режиме смешивания в верхнем положении он закрывает поток жидкости из порта А, открывая порт В. В нижнем положении он закрывает поток жидкости из порта В, открывая порт А.
- В режиме разделения верхнее конечное положение запорного клапана закрывает патрубок B и одновременно открывает патрубок A. В свою очередь, нижнее конечное положение закрывает ветвь А и открывает ветвь В.
Преимущества и недостатки термостатических трехходовых клапанов
Несомненными преимуществами использования трехходовых термостатических расширительных клапанов являются
- Простота воздействия на температуру рабочей среды.
- Практичность и энергоэффективность системы отопления.
- Простота установки и обслуживания.
- Длительный срок службы (в зависимости от используемого материала).
Среди недостатков я бы отметил относительно высокую стоимость и необходимость наличия фильтра в контуре отопления для обеспечения высокой степени чистоты теплоносителя.
Виды трехходовых смесителей
По конструкции трехходовые смесители делятся на несколько типов:
| Параметры | Типы трехходовых смесителей |
| Тип плунжерного механизма | Шаровой, плунжерный (цилиндрический, конический) |
| Диаметр отверстия пробки | Полнопроходное, уменьшенное (диаметр канала в пробочном механизме немного уменьшен) |
| Форма канала в запорном механизме | Т-образная или Г-образная |
| Способ управления | Ручной (рычаг, бабочка), электрический, пневматический |
| Тип соединения | Резьбовое (седло, муфта, штифтовое соединение), сварное, фланцевое |
Использование привода вместе с дистанционным датчиком температуры, контроллером или ручным переключателем позволяет осуществлять автоматическое управление. Модели с пневматическим приводом более безопасны, чем их аналоги с электрическим приводом.
Срок службы трехходового клапана
Период бесперебойной работы зависит от:
- Конструктивных особенностей.
- Материала, из которого он изготовлен.
- Его технических характеристик, соответствующих реальным условиям эксплуатации.
На стальные тройники производители дают гарантию 5-7 лет, но при умеренном использовании они могут прослужить до 50 лет. Срок службы пластиковых моделей обычно не превышает 2 лет.
Как выбрать термостатический трехходовой клапан?
Существует несколько критериев выбора:
- в зависимости от способа регулирования температуры
- пропускная способность;
- материал.
В зависимости от метода регулирования температуры
Доступными являются ручной трехходовые клапаны:
Шток соединен с ручкой или клапаном, который устанавливается на отметки температурного режима. Самый дешевый и надежный вариант, но не может самостоятельно реагировать на изменение условий окружающей среды и требует вмешательства человека.
В термостатические клапаны Встроенный термостат отвечает за настройку температуры.
Термостат настраивается, а затем связывает положение штока с температурой потока. Принцип действия основан на использовании специальной жидкости или газа, которые изменяют объем при малейшем изменении температуры. При повышении температуры они увеличивают свой объем и выталкивают шток.
Термостатические клапаны можно разделить на механические и электронные. Два их основных преимущества перед ручными клапанами: автоматический контроль заданной температуры и одинаковая температура горячей воды во всей системе. Однако они значительно дороже.
Самые точные контроллеры – электронные, с электрическим приводом. Сигнал от термостата поступает на контроллер, который перемещает шток в вертикальном направлении.
Более простой термостатический клапан – механический термостатический клапан – лучше всего подходит для бытовой недвижимости и других применений, не требующих точного термостатического контроля.
Материалы конструкции
Силуминизированных устройств следует избегать, так как материал (низкопрочный алюминиево-кремниевый сплав) слишком непрочен.
Установка трехходовых клапанов в системе отопления
Установка смесительного клапана
При установке СВ необходимо соблюдать несколько правил:
- Следуйте стрелкам на клапане, указывающим направление потока. Также важно знать маркировку направления: A – прямой, B – перпендикулярный, AB – общий вход/выход.
- Обратите внимание на существование двух трехходовых моделей:
- симметричная;
- асимметричные.
В симметричных моделях поток идет с боковых концов. На выходе через средний конец поток уже смешанный. В асимметричных моделях более теплый поток поступает с торца, а более холодный – снизу. Выход смешанного потока находится на другом конце.
3. подключите клапан так, чтобы термостатическая головка (привод) была направлена вверх.
Резьба
Тип подключения зависит от схемы системы отопления.
- Чрезмерный нагрев среды в обратном трубопроводе отопления приводит к избыточному давлению в системе. Это можно устранить, установив перемычку (на входе B).
Синие треугольники, соединенные вершинами, обозначают насос, который циркулирует воду по системе.
В автономных системах отопления этот клапан обычно подключен к котлу. Затем устанавливается балансировочный клапан (синий на схеме).
- Если есть возможность обхода теплоносителя в обратке (обычно в автономной системе отопления), смесительный клапан также выполняет функцию разделения. В этом случае устанавливается дополнительный балансировочный клапан (на входе B трехходового клапана).
Установка предохранительного клапана
Предохранительный клапан используется, когда необходимо снизить температуру теплоносителя. После разделения потока теплоноситель может транспортироваться к потребителю без перегрева.